| 研究課題/領域番号 |
19K12854
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 八戸工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
中村 嘉孝 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00290685)
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| 研究分担者 |
鎌田 貴晴 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (50435400)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 二次元材料 / ファンデアワールス接合 / 結晶成長 / 電気特性 / ガスセンサー / モアレ構造化転写技術 / モアレ周期依存型ガスセンサー / 二次元物質 / グラフェン / 二硫化モリブデン / ２次元物質 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 六方晶窒化ホウ素 / 皮膚ガスセンサー / ファンデアワールスヘテロ接合 / 血糖値センサー / 化学気相成長法 / スパッタリング法 / 転写技術 / 生体ガス / 糖尿病 / 皮膚癌 / カッピング療法 / 皮膚ガス / グラフェンバイオセンサー / 皮膚がん / 血糖値 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
2016年に糖尿病の疑いのある患者数が初めて1000万人を超えたと発表され、更に、精神疾患の患者数も増加し続けている。また、がん患者も非常に多く、これらの患者数を減らすことが現代医療における最大の課題である。
炭素材料であるグラフェンやカーボンナノチューブを用いたバイオセンサーの感度は、半導体センサーなどに比べ約２桁高く超高感度である。
そこで、本研究では、グラフェンを用いた超高感度バイオセンサーを開発し、糖尿病、精神疾患を予防するために血糖値とストレス度、そして、皮膚ガンなどの病巣付近からの皮膚ガスの種類や濃度から病状診断をする、新たな診断技術を開発することを最終的な目標としている。
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| 研究成果の概要 |
人の皮膚からは、様々なガス（皮膚ガス）が放出されており、含まれているガスの種類により病気の予兆、診断を行えるとされ研究が行われている。例えば、糖尿病になるとアセトン濃度が高まる。そこで、ガス検出感度が高い、グラフェン、六方晶窒化ホウ素、そして、遷移金属ダイカルコゲナイドの結晶成長技術を開発した。また、様々な二次元材料を積み重ねたり、回転させて重ねたファンデアワールスヘテロ接合デバイスの開発を行った。そして、これらセンサーによる自動計測システムの構築と計測プログラムを開発した。そして、ファンデアワールスヘテロデバイスの電気特性を評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラフェンや二流化モリブデンなどの二次元材料をデバイスに応用する場合、下地基板からの影響を少なくする必要がある。最適な下地材料として、六方晶窒化ホウ素(h-BN)が注目されているが、高品質のものを得る事は困難であった。本研究では、Si基板上に直接、触媒金属なしでh-BNを成長させる事に成功し、更に、CVD h-BN/Si基板の上に、スパッタ法によりh-BNをホモ成長させる事に成功し、ラマンピークの半値全幅が9.9°と非常に高品質のh-BNを合成できた事は、学術的にも社会的にも意義のある成果を得る事ができた。
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